亲缘关系鉴定系统及亲权指数和半同胞关系指数计算方法与流程

本发明涉及亲缘关系鉴定，具体涉及一种三联体、二联体和半同胞亲缘关系鉴定方法。

背景技术：

1、父母子三方(又称为三联体)、父子或母子双方(又称为二联体)的亲缘关系鉴定是目前需求量最大的一类亲权关系鉴定。具有相同的生物学父亲(或母亲)和不同的生物学母亲(或父亲)的多个子代个体之间的关系称为半同胞，半同胞分为3种情形：①双亲皆无情况下，甄别两个体间生物学半同胞关系与无关个体关系，称为两个体配对半同胞鉴定；②双亲皆无情况下，甄别两个已知生物学全同胞和另一个体间的生物学半同胞关系与无关个体关系，称为三个体组合半同胞鉴定；③共同单亲缺失而双方另一单亲参与情况下，甄别两个子代个体间生物学半同胞关系与无关个体关系，称为四个体组合半同胞鉴定。

2、近年来半同胞鉴定诉求也逐渐增多。亲缘关系鉴定的标准方法是通过检测基因组中多个独立的str基因座的基因型，依据孟德尔遗传定律，比较父/母和孩子或半同胞之间各个基因座的等位基因来判断是否有亲缘关系。

3、按照《亲权鉴定技术规范》(gb/t 37223-2018)的要求，在获取父/母和孩子的基因型结果之后，还需要计算亲权指数(pi值)，并汇总各个str位点的pi值得到累积亲权指数(cpi值)，cpi值大于10000才能支持存在亲缘关系。如果父/母和孩子不存在亲缘关系，会出现多个基因座不符合孟德尔遗传定律的现象，虽然司法部的《亲子鉴定文书规范-sfzjd0105004-2015》明确指出，在排除亲权关系的案例中，也应该计算每个基因座的亲权指数和累积亲权指数，然而，在实际操作中，不符合孟德尔遗传定律的基因座，亲权指数的计算无法套用公式，需要根据实际情况手动进行推导，而多个基因座的累积亲权指数由于数值过小，常规计算器会自动归零，给鉴定人带来了极大的工作负担，因此，长期以来，许多鉴定机构在排除亲缘关系的鉴定文书中，不计算亲权指数，以多个基因座不符合孟德尔遗传定律作为排除亲缘关系的依据。

4、同样，根据《生物学半同胞关系鉴定技术规范》(草稿)的要求，在获取半同胞之间的基因型结果后，还需要计算半同胞关系指数(hsi)，并汇总各个str位点的hsi值得到累积半同胞关系指数(chsi)，chsi大于10000时，鉴定意见为“倾向于认为有争议个体(子代个体)为半同胞关系”。在计算chsi的过程中，存在与计算三联体、二联体亲缘关系指数相同的问题，并且鉴定半同胞关系所需求的str基因座数量较大，传统人工计算易出错，且费时费力，令广大鉴定人员为此耗费了大量精力。

5、为此，开发一种能够快速、准确计算亲权指数、累积亲权指数和半同胞关系指数，并且适用于不符合孟德尔遗传定律条件下的亲权指数计算的方法，有助与破解行业难题，有利于鉴定文书的规范化，方便广大鉴定人员。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种亲缘关系鉴定系统及亲权指数和半同胞关系指数计算方法，能有效解决现有鉴定方法难以计算亲权指数以及半同胞关系指数计算易出错、费时费力的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

3、一种亲缘关系鉴定系统，其特征在于：包括突变率确认模块、二联体/三联体/半同胞选择模块、存储模块、总亲权指数计算模块及累积半同胞关系指数计算模块；

4、突变率确认模块通过判断被检人的性别是否为男性而确认突变率；

5、二联体/三联体/半同胞选择模块根据关系为二联体还是三联体或关系为半同胞，分为二联体鉴定单元、三联体鉴定单元、两个体配对半同胞鉴定单元、三个体配对半同胞鉴定单元、四个体配对半同胞鉴定单元；

6、所述二联体鉴定单元包括二联体数据获取模块和二联体pi计算子单元，所述二联体数据获取模块获取孩子与假设亲本的二联体str分型数据，二联体pi计算子单元根据二联体数据获取模块所获得的数据计算每个位点的亲权指数；

7、所述三联体鉴定单元包括三联体数据获取模块及三联体pi计算子单元，所述三联体数据获取模块获取母亲、孩子与假设父的三联体str分型数据，三联体pi计算子单元根据三联体数据获取模块所获得的数据计算每个位点的亲权指数；

8、所述两个体配对半同胞鉴定单元包括两个体数据获取模块及两个体配对半同胞关系指数hsi计算子单元，所述两个体数据获取模块获取已知全同胞与未知半同胞的str分型数据，两个体配对半同胞关系指数hsi计算子单元根据两个体数据获取模块所获得的数据计算得出每个位点的半同胞关系指数；

9、所述三个体配对半同胞鉴定单元包括三个体数据获取模块及三个体配对半同胞关系指数hsi计算子单元，所述三个体数据获取模块获取已知全同胞1、已知全同胞2与未知半同胞的str分型数据，三个体配对半同胞关系指数hsi计算子单元根据三个体数据获取模块所获得的数据计算得出每个位点的半同胞关系指数；

10、所述四个体配对半同胞鉴定单元包括四个体数据获取模块及四个体配对半同胞关系指数hsi计算子单元；所述四个体数据获取模块获取已知全同胞1、已知单亲1、未知半同胞2与已知单亲2的str分型数据，四个体配对半同胞关系指数hsi计算子单元根据四个体数据获取模块所获得的数据计算得出每个位点的半同胞关系指数；

11、存储模块用于存储用户所输入的信息以及目前计算所得的所有位点的亲权指数和半同胞关系指数；

12、总亲权指数计算模块在所有位点的亲权指数计算完成后，利用存储模块所存储的信息，根据cpi＝pi1×pi2×……×pin公式计算总亲权指数，根据rcp＝cpi/(cpi+1)公式计算父权相对机会rcp，并输出；

13、累积半同胞关系指数计算模块在所有位点的半同胞关系指数计算完成后，利用存储模块所存储的信息，根据公式计算累积半同胞关系指数，并输出。

14、同时，本发明还提供一种基于上述亲缘关系鉴定系统的亲权指数计算方法：

15、当个别str不符合遗传规律的现象时，根据逐步突变模型假设str一步突变表现为50％的str增加一个重复单位，50％的str减少一个重复单位；二步突变表现为5％的str增加一个重复单位，5％的str减少一个重复单位；三步突变表现为0.5％的str增加一个重复单位，0.5％的str减少一个重复单位，以此类推；此时亲权指数通过下式计算：

16、

17、式中，pr(q被遗传)＝怀疑生父/生母传递该等位基因的概率/随机个体给予该等位基因的概率；男性μ取0.002，女性μ取0.0005。

18、本发明还提供一种基于上述亲缘关系鉴定系统的半同胞关系指数计算方法，是通过下式计算的：

19、

20、式中，e为所有参与鉴定的个体的基因分型；h1为假设争议个体之间存在半同胞关系；h2为假设争议个体之间为无关个体；pr(e|h1)表示h1假设下参与鉴定的个体出现该基因型的概率；pr(e|h2)表示h2假设下参与鉴定的个体出现该基因型的概率。

21、上述技术方案中提供的亲缘关系鉴定系统，能够快速、准确计算亲权指数、累积亲权指数和半同胞关系指数，并且适用于不符合孟德尔遗传定律条件下的亲权指数计算的方法，有助与破解行业难题，有利于鉴定文书的规范化，方便广大鉴定人员。

22、本发明的亲权指数和半同胞关系指数计算方法能根据每个具体亲子鉴定或半同胞关系鉴定案例中个体的具体基因型，解决现有鉴定方法难以计算亲权指数以及半同胞关系指数计算易出错、费时费力的问题。